9. Содержание понятий погрешность базирования и закрепления. Методика расчета.

Обрабатываемые детали в любой стадии обработки и в готовом виде имеют отклонения от геометрически точной формы и номинальных разме­ров, заданных чертежом. Эти отклонения (погрешности) должны лежать в пределах заданных допусков. Допуском задается наибольшее возможное значение погрешности размера или формы детали.

Необходимо различать: 1) погрешности отдельных элементарных поверхностей в виде откло­нения их размеров от номинала и искажений формы в продольных и по­перечных сечениях; 2) погрешности во взаимном расположении элементарных поверхностей и их осей в виде отклонения координирующих размеров от номинала и искажений в соотношениях (в параллельности, перпендикулярности, соосности, силометричности и т. п.).

Погрешности установки, связанные с базированием, закреплением и неточностью приспособлений оказывают прямое влияние на простран­ственные отклонения, т. е. на отклонения координирующих размеров и соотношений, и не оказывают влияния на отклонения размеров и формы отдельных поверхностей (в частности диаметральных размеров и размеров, связывающих противоположные элементы, получаемые мерным инстру­ментом), за исключением случаев зажима тонкостенных деталей. Ниже рассматриваются погрешности координирующих размеров и соотношений.

Суммарная погрешность любого координирующего размера склады­вается из первичных погрешностей, которые принято делить на три группы:1) погрешности установки деталей;2) погрешности настройки станка;3) погрешности обработки.

Погрешность установки (_У) возникает в процессе установки деталей в приспособлении и складывается из погрешности базирования (_Б) и погрешности закрепления (_З). Кроме того, в погрешность установки следует включать дополнительную погрешность, связанную с приспособлением (_ПР): неточностью его изготовления, неточностью установки на станке, износом его установочных элементов.

Погрешность настройки (Δ_Н) возникает в процессе установки режущего инструмента на размер или регулировки упоров и копиров для автомати­ческого получения точности размеров на станке.

Погрешность обработки (Δ_ОБР) возникает в процессе непосредственной обработки и вызывается:

1) геометрической неточностью станка в ненагруженном состоянии;

2) деформацией упругой технологической системы станок — приспо­собление — деталь — инструмент под нагрузкой.

3) износом и температурными деформациями режущего инструмента и другими причинами.

Если все эти погрешности сложить, то получим условие обеспечения заданной точности координирующего размера (условие работы без брака):

где  — допуск на размер, получаемый на данной операции (установке).

Левая часть неравенства имеет чисто структурный характер и не является точным математическим выражением, так как суммирование погрешностей производится не арифметически, а по определенным пра­вилам, подробно рассматриваемым в курсе технологии машиностроения. Важно отметить, что погрешность установки является составной частью суммарной погрешности координирующего размера и во многих случаях имеет доминирующее значение.

Понятия о погрешностях e_Б, e_З и e_ПР,.

Погрешностью базирования e_Б будем называть величину поля рассеи­вания получаемого при обработке координирующего размера, возникаю­щего по причине смещения конструктивной базы, когда она не является одновременно опорной установочной базой.

Погрешность базирования равна разности предельных расстояний между конструктивной базой и установленным на размер режущим инстру­ментом или упором.

Поясним это на примерах.

На рис, а боковая установочная база 1 детали является конструк­тивной, так как она непосредственно связана с обрабатываемой поверх­ностью размером А. В таком случае . e_БА = 0 , т. е. погрешность базирова­ния для размера А равна нулю.

Н а той же фигуре нижняя опорная база 2 является вспомогательной, а конструктивной базой в отношении обрабатываемой поверхности служит поверхность 3. Так как положение оси фрезы на настроенном станке вполне определенное, а конструктивная база 3 заготовок данной партии сме­щается в пределах допуска на их размер Я, то e_БВ = ; т. е. погрешность базирования для размера В равна допуску на базисный размер Н, соеди­няющий вспомогательную установочную и конструктивную базы.

При базировании поверхностью, охватываемой или охватывающей установочный элемент приспособления, и при наличии зазора между ними также возникает погрешность базирования.

На рис, б (см. выше) конструктивной базой в отношении обрабатываемой поверхности является ось заготовки, а установочной — ось оправки. При наличии зазора эти оси не совпадают и конструктивная база (ось заготовки) может смещаться вверх или вниз на размер S_MAX/2; полное сме­щение равно S_MAX. Следовательно: _Бh = S_MAX.

На рис, в (см. выше) показан случай, когда погрешность базирования является суммой двух частных погрешностей. Если бы в сопряжении не было зазора (например, при установке на цанговую оправку), то погрешность бази­рования для размера Н равнялась бы половине допуска на диаметр заго­товки (/2) . Эта погрешность неизбежна из-за несовпадения конструк­тивной базы обрабатываемой поверхности (нижняя образующая) с ее установочной базой (ось оправки). При наличии зазора суммарная по­грешность размера Н

Погрешностью закрепления e_З будем называть величину поля рассеи­вания координирующего размера, возникающего по причине смещения (осадки) конструктивной базы под действием сил зажима.

Погрешность закрепления, как и погрешность базирования, равна разности предельных расстояний между конструктивной базой и установ­ленным на размер режущим

БИЛЕТ № 10.

10. Технологические факторы и их влияние на твердость поверхностного слоя материала и остаточные напряжения в нем. Факторы влияющие на шероховатость обработанной поверхности. Влияние технологии обработки на эксплутационные свойства деталей машин?

Изменение видов и режимов механической обработки оказывает воздействие на отдельные характеристики состояния поверхностного слоя, а соответственно и на эксплуатационные свойства деталей. В этом смысле уместно говорить о существовании технологической наследственности состояния поверхностного слоя и определяемых им эксплуатационных свойств деталей от отдельных технологических операций и всего технологического процесса их изготовления.

Технологической наследственностью называется перенесение на готовое изделие в процессе его изготовления погрешностей, механических и физико-химических свойств исходной заготовки или свойств и погрешностей, сформировавшихся у заготовки на отдельных операциях изготовления изделия.

Технологическая наследственность зависит не только от вида и режимов обработки, примененных на чистовой операции. Она может проявиться в изменении свойств или потере точности формы готовой детали при ее эксплуатации в результате воздействия тех или иных элементов состояния поверхностного слоя, созданных в поверхностном слое детали при ее черновой обработке. Так, например, в работе А.А.Маталина [7] приведены данные эксперимента по обработке образцов (валиков) из стали ШХ15 и после закалки до 62 HRC и проведению испытания образцов на контактную усталостную прочность.

До закалки часть образцов была обточена с шероховатостью =160, часть - с =20 и часть образцов - прошлифована с =1,6. После закалки все образцы были прошлифованы с одинаковым режимом до =0,8 и подвергнуты испытаниям обкаткой в течении 12 ч профильным диском при нагрузке 1470 Н (150 кгс). После испытаний на поверхности образцов, имевших до закалки параметр шероховатости =160, было обнаружено большое число крупных раковин (питтингов). Образцы, обработанные перед закалкой с =20, имели после испытаний лишь незначительное число мелких раковин, а предварительно шлифованные образцы не имели после испытаний никаких дефектов поверхности.